Question

图是炼铁的化学反应原理示意图：
（ 1）在装置A中先通CO气体的作用是    ．
（ 2）写出A装置中发生反应的化学方程式    ；实验中观察到A装置中的现象为    ．
（ 3）为了防止溶液倒吸，本实验停止加热前是否需要先断开A和B的连接处？    （填“需要”或“不需要”），理由是    ．
（ 4 ）如何判断反应后硬质玻璃管中生成的物质？    ．
反思评价：丁同学指出：从环保角度，上图装置有严重不足之处．你认为应该如何改进？    ．

Answer

（1）根据一氧化碳还原氧化铁的实验步骤及注意事项进行分析解答；
（2）根据一氧化碳可以把氧化铁还原为铁，以及氧化铁和铁粉的颜色分析，并写出化学反应式；
（3）根据玻璃管中气体的压强变化进行分析解答；
（4）物理方法可以利用铁能被磁铁吸引的特点验证；化学方法可以利用铁与稀盐酸反应生成氢气的特点验证．
根据一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染，及一氧化碳的可燃性分析尾气处理．

实验步骤是：（1）反应前，先通一段时间一氧化碳，然后再加热（目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气，防止一氧化碳与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸）．（2）反应后，先撤走并熄灭酒精灯，等固体冷却后再停止通一氧化碳（目的是防止石灰水倒吸到玻璃管内，使其炸裂；也为了使固体冷却，防止刚还原出来的铁再次被氧化）．
4．实验现象是红棕色的粉末逐渐变为黑色粉末，澄清石灰水逐渐变浑浊（如果点燃尾气，能够燃烧并发出蓝色火焰）．
5．尾气处理：由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染；所以在有关一氧化碳的实验时，都需要注意尾气的处理，常用点燃或收集的方法（如上图所示）．
【解析】
（1）根据一氧化碳还原氧化铁实验步骤是及注意事项，反应前，先通一段时间一氧化碳，目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气，防止一氧化碳与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸；
（2）一氧化碳还原氧化铁的方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；实验现象为：红色的粉末逐渐变为黑色粉末；
（3）熄灭酒精喷灯会引起试管内温度降低，导致试管内压强骤然减小，B中的水沿导管进入试管，使试管炸裂；为防止溶液倒吸需要先断开A和B的连接处；
（4）判断反应后硬质玻璃管中生成的物质：物理方法可以利用铁能被磁铁吸引的特点验证；化学方法可以利用铁与稀盐酸反应生成氢气的特点验证；
根据一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染，及一氧化碳的可燃性分析尾气处理：增加尾气处理装置（点燃或收集的方法）；
故答案为：（1）尽可能的排净玻璃管内的空气，防止一氧化碳与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸；
（2）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ；红色的粉末逐渐变为黑色粉末；
（3）需要；防止因熄灭酒精喷灯而引起试管内温度降低，导致试管内压强骤然减小，B中的水沿导管进入试管，使试管炸裂；
（4）物理方法：利用铁能被磁铁吸引的特点验证；化学方法：利用铁与稀盐酸反应生成氢气的特点验证；
增加尾气处理装置（点燃或收集的方法）．